JPS62165991A - 半導体レ−ザ素子検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、半導体レーザ素子において、レーザダイオ
ードチップが正しい位置にボンディングされたか否かを
検査する半導体レーザ素子検査装置に関する。

（ロ）従来の技術 半４体レーザ素子の一例としては、第２図に示すような
素子が知られている。この半導体レーザ素子２０は、２
本の端子棒２２ａ、２２ｂが絶縁体を介して挿通され、
かつ他の端子棒２２ｃが背面に突設されるステム２１前
面にボスト２３を突設し、このボスト２３にレーザダイ
オードチップ（以下ＬＤチップという）２４をインジウ
ム等の螺材によりボンディングし、このＬＤチップ２４
と前記端子棒２２ａ先端とを金線ワイヤ２６ａで結線し
てなるものである。さらに、ステム２１前面には、ＬＤ
チップ２４よりのレーザ光をモニタするための受光素子
２７がボンディングされ、前記端子棒２２ｂ先端と金線
ワイヤ２６ｂで結線されている。

ＬＤチップ２４は、シリコン等よりなるサブマウンｌ−
２４ｂ上面前部に、その両筒開面が前後に向くようにレ
ーザチップ２４ａを固着したものである。レーザ光は、
このレーザチップ２４ａの両筒開面より出射し、後の臂
開面より出射したレーザ光は、受光素子２７でモニタさ
れ、前側の臂開面より出射した光は、第２図中２正軸方
向へ向かうビーム光となる。なお、ステム２１前面は、
透適意を設けた図示しないケースで被蓋され、ＬＤ千ノ
ブ２４、受光素子２７等が不活性ガスで封止されている
。

上記半導体レーザ素子２０において、ＬＤチップ２４は
、正確なボンディング位置に対して位置ずれが数１０μ
ｍ以内になるようにボンディングされなければ、レーザ
素子２ｏの前方に設けられるコリメートレンズを含む光
学システムをおいて、コリメートレンズ通過後のレーザ
光のビームが光軸に対し傾き、かつ収差を生じる。そこ
で、ＬＤチップ２４がポスト２３上面の正確な位置にボ
ンディングされたかを検査しなければならないが、その
ための検査装置としては、第５図に示す装置が知られて
いる。

半導体レーザ素子２０は、図示しない治具で位置決めさ
れると共に支持され、端子棒２２ａ、２２ｃが自動出力
制御（Ａ　Ｐ　Ｃ）電源３１に接続されることによりド
ライブされ、レーザチップ２４ａが発光する。発光状態
のレーザチップ２４ａの像は光学顕微鏡３２で拡大され
、ＴＶ右カメラ３の固体撮像素子３４上に結ばれる。こ
の固体撮像素子３４の出力信号は、画像処理回路３５で
処理され、ＣＲＴ３６に画像として表示される。この画
像処理回路３５の出力信号に基づいて、ＬＤチップ２４
の位置ずれ（第２図中Ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の位置ずれ
）を検査し、位置ずれ量が大きい場合、例えば５０μｍ
以上である場合には、その半導体レーザ素子２０は不良
品であるとして排除されていた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の半導体レーザ素子検査装置においては、Ｘ軸
、ｙ軸方向の位置ずれは、単にＴＶ右カメラ３で捉えら
れるレーザチップ２４ａ前面の発光部の像のＴＶ右カメ
ラ３の視野内の変位として表されるため、その判断は容
易であった。しがし、Ｚ軸方向のずれは、レーザチップ
２４ａ前面の発光部Ｅの像のコントラストにより判断さ
れていたが、この発光部Ｅは、第４図ＦＩｎ）に示すよ
うな略ひし形の形状であり、個々のレーザチップ２４ａ
について微妙に形状が異なること、また、発光部Ｅ内の
レーザ光の強度Ｉの分布は、例えば第４図（ａ）中Ｘ−
Ｘ上においては、第４図（ｂ）に示すようなガウス型の
強度分布であるため、画像処理回路３５が高価となり、
また画像処理に長時間を要し、検査作業の能率が低下す
る不都合があった。

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、安価で
かつ迅速に検査作業を行える半導体レーザ素子検査装置
の提供を目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この発明の半
導体レーザ素子検査装置は、以下に列記する構成を採用
してなるものである。

（ａｌ半導体レーザ素子を位置決めする治具、（ｂｌこ
の冶具に位置決めされた半導体レーザ素子をドライブす
る電源、 （Ｃ）この半導体レーザ素子よりのレーザ光を収束する
光学系、 （ｄ）前記光学系により収束されたレーザ光がその端面
より入射される光ファイバ、 （ｅ）この光ファイバの他つ：ｉに接続される光パワメ
ータ。

（ホ）作用 この発明の半導体レーザ素子検査装置においては、ボス
ト２３に取付けられるＬＤチップ２４の位置がずれてい
る場合、ＬＤチップ２４よりのレーザ光が前記光学系に
よって収束される収束点の位置がずれ、光フアイバ端面
に入射するレーザ光の光量が減少するのを光パワメータ
で検出し、ＬＤチップ２４の位置ずれを検査する。

（へ）実施例 この発明の一実施例を、第１図乃至第３図に基づいて以
下に説明する。

第１図は、この発明の実施例に係る半導体レーザ素子検
査装置１の全体を示す図である。基台Ｂには、半導体レ
ーザ素子２ｏを位置決めし、支持する治具２が立設され
る。この冶具２は、第２図に示すように、上面中央に突
起Ｇを突設すると共に、突起Ｇの両側にステム２１の外
周が嵌る凹部２ａ、２ａを設けたブロックである。突起
Ｇには、ステム２１外周部に設けられた凹部２１ａが嵌
合される。

前記冶具２上方には、上下動可能に他の冶具３が設けら
れている。この冶具３下面には、ステム２１外周部と嵌
合する凹部３ａが設けられており、この冶具３と前記治
具２にステム２１が挟持されることにより、半導体レー
ザ素子２ｏが位置決めされる。

治具２．３によって支持された半導体レーザ素子２０の
端子棒２２ａ、２２ｃ後端は、ソヶ・７ト４又は他の接
続手段によってＡＰＣ電源１１に接続され、ＬＤチップ
２４のレーザチップ２４ａが一定の出力でドライブされ
る。

前記治具２前方（第１図中２軸方向）には、その中心軸
が光軸Ａ−Ａに一致するように、収束レンズ５が取付け
られたレンズマウント６が、基台Ｂより立設される。

この収束レンズ５よりさらに前方には、ファイバマウン
ト７が基台Ｂ上に立設される。このファイバマウント７
には、光コネクタ８を挿通ずる挿通孔７ｂが穿設されて
いる。光コネクタ８は、光ケーブル１０の一端に設けら
れ、その先端には光ファイバであるコア９の端面がファ
イバマウント７の後面７ａに露出している。この時、コ
ア９の中心軸は光軸Ａ−Ａと−敗し、前記収束レンズ５
によって収束されたレーザ光が入射できるように構成さ
れている。光ケーブル１０としては、マルチモードファ
イバケーブル（コア径５０μｍ）でもシングルモードフ
ァイバケーブル（コア径６μｍ）のどちらでも使用でき
るが、コア径の小さいシングルモードファイバケーブル
の方が好ましい結果が得られる。

前記光ケーブル１０の他端は、光パワメータ１２に接続
されて、コア９に入射するレーザ光の強度が算出され、
ＬＥＤ等よりなる表示部１２ａにデジタル表示される（
なお、第１図において自動出力制御電源１１及び光パワ
メータ１２は、半導体レーザ素子２０等に比して小さく
描いである）。

次に、この半導体レーザ素子検査装置１の動作を、第３
図（ａｌ、第３図（ｂｌ及び第３図（Ｃ１を参照しなが
ら以下に説明する。

冶具２及び３によって位置決めかつ支持された半導体レ
ーザ素子２０は、ソケット４によりＡＰＣ電ａ１１に接
続され、ドライブされる。レーザチップ２４ａより前方
に出射したレーザ光のビームは〔但し第３図（ａ）、第
３図（ｂｌ及び第３図（Ｃ１では、ビームの拡がりは誇
張して描かれている〕、収束レンズ５を透過し、ファイ
バマウント７の後面７ａ上に収束される。

この時に、ＬＤチップ２４がボスト２３上に正しく位置
決めされてボンディングされている場合には、第３図（
ａｌに示すように、レーザ光の収束点Ｃはコア９端面に
位置し、レーザ光の大半がコア９に入射する。しかし、
例えばｙ軸道方向にΔｙだけずれている場合には、レー
ザ光の収束点ｃｙがファイバマウントフ後面７ａ上でｙ
軸下方向にずれる結果、コア９に入射するレーザ光の光
量が減少する。このことは、Ｘ軸方向の位置ずれに対し
ても同様である。一方、Ｚ軸方向については、例えば２
軸逆方向にΔＺ位置ずれしている場合にシよ、収束点Ｃ
ｚが２軸方向に手多動する結果、ファイバマウントフ後
面７ａにおいてレーザ光の光束はある程度の拡がりを持
つため、やはりコア９に入射するレーザ光の光量は減少
する。

従って、光パワメータ１２の表示部１２ａに表示される
コア９に入射するレーザ光の強度が所定値以下（例えば
５０μＷ以下）である場合には、その半導体レーザ素子
２０のＬＤチップ２４は、位置ずれの量及び方向は判別
できないが、ボスト２３の正しい位置にボンディングさ
れていないと判断することができる。

なお、光パワメータ１２の外部出力端子（図示せず）よ
りの出力信号に基づいて作動する治具３の上下駆動機構
及び半導体レーザ素子２０を冶具２．３に装填・取外し
を行う機構を付設すれば、この半導体レーザ素子検査装
置１は、容易に自Ｏｊ化することができ、高速で多数の
半導体レーザ素子の検査を行うことが可能である。

また、上記実施例においては、冶具２．３、レンズマウ
ント６及びファイバマウント７を同一の基台Ｂ上に設け
ているが、適宜設計変更可１１ヒである。

さらに、上記実施例において、光学系として収束レンズ
５を採用しているが、屈折率分布型レンズ、ボールレン
ズ、凹面鏡等、適宜変更可能である。

（ト）発明の効果 この発明の半導体レーザ素子検査装置は、半導体レーザ
素子を位置決めする治具と、この冶具に位置決めされた
半導体レーザ素子をドライブする電源と、前記半導体レ
ーザ素子よりのレーザ光を収束する光学系と、この光学
系により収束されたレーザ光がその一端に入射する光フ
ァイバと、この光ファイバの他端に接続される光パワメ
ータとからなるものであるから、複雑な画像処理が不要
となるため、装置が安価になると共に、迅速に検査作業
が行える利点を有する。また、自動化が容易である利点
をも有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る半導体レーザ素子
検査装置の全体図、第２図は、同半可体レーザ素子検査
装置の治具及び半導体レーザ素子の拡大斜視図、第３図
（ａｌ、第３図（ｂｌ及び第３図（Ｃ）は、同半導体レ
ーザ素子検査装置の動作を説明する図、第４図（ａｌ及
び第４図（ｂ）は、半導体レーザ素子の発光状態を説明
する図、第５図は、従来の半導体レーザ素子検査装置の
概略図である。 ２・３：冶具、　　　５：収束レンズ、１０：光ケーブ
ル、１１：自動出力制御電源、１２：光パワメータ、 ２０：半導体レーザ素子。 特許出願人　　　　　　ローム株式会社代理人　　　　
弁理士　中　村　茂　信第２図 ン ２、冶具 Δ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザ素子を位置決めする治具と、この治
   具に位置決めされた半導体レーザ素子をドライブする電
   源と、前記半導体レーザ素子よりのレーザ光を収束する
   光学系と、この光学系により収束されたレーザ光がその
   一端に入射する光ファイバと、この光ファイバの他端に
   接続される光パワメータとからなる半導体レーザ素子検
   査装置。